スマートフェイスマスクは他人の呼気からコロナウイルスを検出する可能性がある

呼吸弁にセンサーが組み込まれたプロトタイプのN95フェイスマスクは、初期段階のテストでウイルスタンパク質に対して非常に敏感であることが判明

クレア・ウィルソン著

2022 年 9 月 19 日

テスト中のウイルス感知フェイスマスク

Matter/Wang et al. (CC BY-SA)

ウイルスセンサーが組み込まれたフェイスマスクは、感染者との10分間の会話後に微量のコロナウイルスを検出する可能性がある。

次に、マスクはフェイスカバーを着用している人のスマートフォンに信号を送信し、コロナウイルスが空中に飛来している地域から離れるか、ウイルスが検出されずに安全だと感じる場合はマスクを外すかを決定できるようにします。

しかし、これまでの結果は初期段階の研究に基づいています。中国の同済大学のイン・ファン氏によると、マスクはまだウイルス全体（コロナウイルスの表面タンパク質のみ）に対してテストされておらず、技術はまだ開発中だという。

ファン氏のチームは、3つのウイルス（H5N1型とH1N1型）の2つのインフルエンザ株と、新型コロナウイルス感染症（covid-19）の原因ウイルスであるSARS-CoV-2の外側タンパク質を検出する、ぴったりフィットするN95タイプのフェイスマスクを開発した。

マスクの呼吸バルブ内のセンサーには、特定のタンパク質に結合するように設計できる DNA または RNA の短い鎖であるアプタマーが含まれています。アプタマーは、ラテラルフローテストでコロナウイルススパイクタンパク質を検出するために使用される抗体に似ていますが、より小さく、より安定しています。

アプタマーが標的タンパク質に結合すると、その電荷が変化し、マスクに組み込まれたチップが指定されたスマートフォンに信号を送信します。

研究チームはマスクを密閉した部屋に置き、コロナウイルスのスパイクタンパク質や2種類のインフルエンザウイルスの表面タンパク質を含む液体（感染者が咳をしたり話したりするときに生じるものと同様）を小さな液滴でスプレーすることでマスクをテストした。 10 分後、システムは液体 1 ミリリットルあたりわずか 0.1 フェムトグラム (0.0000000000000001 グラム) のタンパク質を検出できました。

このマスクは、換気の悪い屋内空間にいる必要がある人々にとって役立つ可能性がある、とファン氏は言う。「これは人々を守るために使える新しい技術です。」同システムは、さまざまな病原体を認識するアプタマーで更新することもできるという。

研究チームは、マスクが他のウイルスの表面タンパク質に遭遇した際に、どのくらいの頻度で誤って警告信号を発するかをまだテストしていない。

英国レディング大学のアル・エドワーズ氏は、このアイデアには可能性があるが、さらなるテストが必要だと述べている。「現実の世界で物事をうまく機能させるのは本当に難しいです」と彼は言います。

高感度のアプタマーベースの検査を使用するという原理は、換気ユニット内や病棟内にセンサーを設置するなど、他の環境でも活用できる可能性があると同氏は言う。

問題DOI: 10.1016/j.matt.2022.08.020

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